一种激光打标网络系统的制作方法

文档序号:15592503发布日期:2018-10-02 19:07阅读:233来源:国知局

本实用新型涉及激光打标技术领域,具体而言,涉及一种激光打标网络系统。



背景技术:

激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,这对产品的防伪有特殊的意义。

控制和操作激光打标的设备,被称为激光镭射系统,又叫激光打标系统,是综合了激光技术和计算机技术的光、机电一体化系统,主要由激光器、光学系统、控制系统组成,包含激光器、光学部分(XY激光振镜、聚焦透镜)、控制部分(计算机编辑软件、控制板卡硬件)等。

目前国内激光镭射系统中,控制硬件部分控制板卡通讯接口主要由两大类型的接口。一种是基于计算机ISA总线或者PCI总线而设计的,必须安装在计算机主板的ISA总线或PCI总线扩展槽中,另外一种是通过USB通讯接口方式进行连接,大大增加了打标机的体积和成本,降低了系统运行的稳定性和对于打标机的兼容性,通讯过程不稳定,系统便携性差,给激光打标工作人员的打标工作带来了巨大的不便。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足,以提供一种激光打标网络系统。

为解决上述问题,本实用新型提供的解决方案如下:

本实用新型提供一种激光打标网络系统,包括:

激光打标装置、网络控制板卡装置和控制终端;所述控制终端中存储有激光打标网络程序;

所述网络控制板卡装置与所述激光打标装置连接;

所述控制终端与所述网络控制板卡装置通过网络连接;

所述网络控制板卡装置包括第一处理器、第一网络连接组件、第一存储组件和控制组件;

所述第一网络连接组件、所述第一存储组件和所述控制组件均与所述第一处理器连接。

优选地,所述第一处理器包括依次连接的数据解析单元和数据反馈单元。

优选地,所述控制组件包括打标数据控制单元、激光器控制单元、运动控制单元和IO控制单元;

所述打标数据控制单元、所述激光器控制单元、所述运动控制单元和所述IO控制单元均与所述第一处理器连接。

优选地,所述第一网络连接组件包括以太网连接单元和无线连接单元。

优选地,所述以太网连接单元包括RJ45接口。

优选地,所述激光打标装置包括激光器和与所述激光器连接的X/Y偏振镜。

优选地,所述控制终端包括第二处理器,以及与所述第二处理器均连接的第二存储组件、管理组件、数据传输组件和第二网络连接组件。

优选地,所述管理组件包括系统管理单元,以及均与所述系统管理单元连接的图形编辑单元、打标控制单元、激光器管理单元和动态聚焦3轴控管理单元。

优选地,所述控制终端还包括与所述第二处理器连接的一键打样组件。

优选地,所述控制终端还包括打标设备网络并联组件;

所述打标设备网络并联组件与所述第二处理器和所述第二网络连接组件均连接;

所述控制终端通过所述网络控制板卡装置的所述打标设备网络并联组件对多个所述激光打标装置进行控制。

本实用新型提供一种激光打标网络系统,包括:激光打标装置、网络控制板卡装置和控制终端;所述网络控制板卡装置与所述激光打标装置连接;所述控制终端与所述网络控制板卡装置通过网络连接;所述网络控制板卡装置包括第一处理器、第一网络连接组件、第一存储组件和控制组件;所述第一网络连接组件、所述第一存储组件和所述控制组件均与所述第一处理器连接。本实用新型中,控制终端通过网络连接网络控制板卡装置,进而连接激光打标装置,可在网络内与网络控制板卡装置进行连接,实现激光达标装置的在线打标、远程打标,降低了打标机的体积和成本,提高了系统运行的稳定性,提升了对于激光打标装置和控制终端的兼容性,通过网络连接提高了通讯过程的稳定性,控制终端可采用多种便携设备提高了系统的便携性,为激光打标工作人员的打标工作带来了方便。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的激光打标网络系统的结构示意图;

图2示出了本实用新型实施例所提供的激光打标网络系统的网络控制板卡装置的结构示意图;

图3示出了本实用新型实施例所提供的激光打标网络系统的控制终端的结构示意图;

图4示出了本实用新型实施例所提供的激光打标网络系统的网络控制;

图5示出了本实用新型实施例所提供的激光打标网络系统的网络连接示意图;

图6示出了本实用新型实施例所提供的激光打标网络系统的多台网络控制板卡装置和激光打标装置连接的连接示意图;

图7示出了本发明实施例所提供的激光打标网络系统的一键打样的流程示意图。

主要元件符号说明:

1-激光打标网络系统;

11-激光打标装置;111-激光器;112-X/Y偏振镜;

12网络控制板卡装置;121-第一网络连接组件;1211-以太网连接单元; 1212-无线连接单元;122-第一处理器;1221-数据解析单元;1222-数据反馈单元;123-第一存储组件;124-控制组件;1241-打标数据控制单元;1242- 激光器控制单元;1243-运动控制单元;1244-IO控制单元;

13-控制终端;131-第二处理器;132-第二存储组件;133-数据传输组件 134-第二网络连接组件;135-管理组件;1351-系统管理单元;1352-图形编辑单元;1353-打标控制单元;1354-激光器管理单元;1355-动态聚焦3轴控管理单元;1356-一键打样组件;1357-打标设备网络并联组件

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对激光打标网络系统 1,进行更全面的描述。附图中给出了激光打标网络系统1的优选实施例。但是,激光打标网络系统1可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对激光打标网络系统1的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在激光打标网络系统1的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图,对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

实施例

参考图1-7,本实用新型提供一种激光打标网络系统1,包括:

激光打标装置11、网络控制板卡装置12和控制终端13;

所述网络控制板卡装置12与所述激光打标装置11连接;

所述控制终端13与所述网络控制板卡装置12通过网络连接;

所述网络控制板卡装置12包括第一处理器122、第一网络连接组件 121、第一存储组件123和控制组件124;

所述第一网络连接组件121、所述第一存储组件123和所述控制组件 124均与所述第一处理器122连接。

上述,在本实施例中,激光打标装置11可以为激光打标机。

需要理解的是,激光打标机(laser marking machine)是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质,从而刻出精美的图案、商标和文字,激光打标机主要分为, CO2激光打标机,半导体激光打标机、光纤激光打标机和YAG激光打标机,目前激光打标机主要应用于一些要求更精细、精度更高的场合。应用于电子元器件、集成电路(IC)、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材。

上述,需要理解的是,板卡是一种印制电路板,简称PCB板,制作时带有插芯,可以插入计算机的主电路板(主板)的插槽中,用来控制硬件的运行,比如显示器、采集卡等设备,安装驱动程序后,即可实现相应的硬件功能。

上述,在本实施例中,网络控制板卡装置12,包括网络连接组件、处理器、第一存储组件123和控制组件124。其中,所述网络控制板卡装置 12与所述控制终端13通过网络连接组件进行连接,包括有线网络连接和无线网络连接。通过网络连接组件或其他连接方式与激光打标装置11进行连接,组成了控制终端13-网络控制板卡装置12-激光打标装置11的连接网络,并通过控制终端13向所述网络控制板卡装置12发送控制指令,进而再通过网络控制板卡装置12基于所述控制指令对所述激光打标装置11进行控制。从而实现控制终端13对于网络控制板卡装置12的通过网络的连接和控制,实现了控制终端13对激光打标装置11的远程控制和操作。

上述,控制终端13存储有对于控制板卡和激光打标装置11进行控制的控制系统软件,为了解决现有激光镭射控制系统中软件系统平台的兼容性问题,本激光镭射控制系统软件采用的是在Qt Creator下开发的Qt应用程序,Qt是一个优秀的跨平台开发工具。我们利用Qt可以很方便地将一次编写的应用,多次编译到不同平台上,如Windows、Linux、MAC、Android、 iOS、Windows Phone等,本控制中系统软件部分就运用Qt跨平台、图形化的GDB、Socket网络编程等技术实现的,能低成本,并且很好的兼容客户各种应用环境及平台的使用。

上述,控制终端13可以包括但不限于固定台式机、便携笔记本、服务器、移动智能设备、平板电脑、具有网络连接功能且可以进行数据处理的 MP3或MP4等设备。在本实施例中,所采用的控制终端13为平板电脑。

综上,在本实施例中,控制终端13通过网络连接网络控制板卡装置12,进而连接激光打标装置11,可在网络内与网络控制板卡装置12进行连接,实现激光达标装置的在线打标,远程打标,降低了打标机的体积和成本,提高了系统运行的稳定性,提升了对于激光打标装置和控制终端的兼容性,通过网络连接提高了通讯过程的稳定性,控制终端13可采用多种便携设备提高了系统的便携性,为激光打标工作人员的打标工作带来了方便。

优选地,所述第一处理器122包括依次连接数据解析单元1221和数据反馈单元1222。

上述,所述网络控制板卡装置12,包括网络连接组件、处理器、第一存储组件123和控制组件124,其中,网络控制板卡装置12处理器为即为控制板卡的CPU,用于对控制终端13的数据进行处理,将控制终端13所发出的指令转化为对于激光打标装置11的操作指令。处理器包括数据解析单元1221和数据反馈单元1222,其中,数据分析单元应用于对于控制终端 13过网络传输的数据进行分析,所述数据反馈单元1222,用于对于激光打标装置11所返回的激光打标机中的相关运行参数进行反馈,并返回至控制终端13,以便于所述控制终端13根据具体的相关运行参数判断当前设备的工作情况,进而做出适当调整等工作。

优选地,所述控制组件124包括打标数据控制单元1241、激光器控制单元1242、运动控制单元1243和IO控制单元1244;

所述打标数据控制单元1241、所述激光器控制单元1242、所述运动控制单元1243和所述IO控制单元1244均与所述第一处理器122连接。

上述,控制组件124包括打标数据控制单元1241、激光器控制单元 1242、运动控制单元1243和IO控制单元1244。其中,需要理解的是,I/O 输入/输出(Input/Output),分为IO设备和IO接口两个部分。在POSIX兼容的系统上,例如Linux系统,I/O操作可以有多种方式,比如DIO(Direct I/O), AIO(Asynchronous I/O,异步I/O),Memory-Mapped I/O(内存映射I/O)等,不同的I/O方式有不同的实现方式和性能,在不同的应用中可以按情况选择不同的I/O方式。

在本实施例中,IO控制单元1244可以为IO控制器。

打标数据控制单元1241可以包括对打标数据进行存储的数据缓存单元和用户对数据进行处理控制的控制单元。

上述,运动控制单元1243,用于控制激光打标装置11中的激光打标的激光器111的运动状态,可以包括方向、转角、轨迹等相关信息。

需要理解的是,运动控制(MC)是自动化的一个分支,它使用通称为伺服机构的一些设备如液压泵,线性执行机或者是电机来控制机器的位置或速度。运动控制在机器人和数控机床的领域内的应用要比在专用机器中的应用更复杂,因为后者运动形式更简单,通常被称为通用运动控制 (GMC)。运动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织和装配工业中。

上述,激光器控制单元1242用于对于所述激光打标装置11的激光器 111的运行相关参数进行控制,例如时间、速度、频率等参数。

优选地,所述第一网络连接组件121包括以太网连接单元1211和无线连接单元1212。

上述,网络连接组件包括以太网连接单元1211和无线连接单元1212。

需要理解的是,所述以太网,以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术,并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网与IEEE802.3系列标准相类似。包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网。它们都符合IEEE802.3。在本实施例中,可以为有线网络,通过网线进行连接。

上述,所述无线连接单元1212为无线连接端口,可通过多种无线连接装置进行相关的无线连接,例如,可以包括但不限于如下装置:红外端口、蓝牙端口、wifi端口等无线数据连接的端口。

优选地,所述以太网连接单元1212包括RJ45接口。

上述,在本实施例中,以太网连接单元1211为RJ45接口,需要理解的是,RJ45是布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器的一种,连接器由插头(接头、水晶头)和插座(模块)组成,插头有8个凹槽和8个触点。RJ是Registered Jack的缩写,意思是“注册的插座”。在FCC(美国联邦通信委员会标准和规章)中RJ是描述公用电信网络的接口,计算机网络的RJ45是标准8位模块化接口的俗称。

优选地,所述激光打标装置11包括激光器111和与所述激光器111连接的X/Y偏振镜112。

上述,激光器111即为能发射激光的装置。按工作介质分,激光器111 可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器,大功率激光器通常都是脉冲式输出。

上述,所述偏振镜也叫偏光镜,简称PL镜,是一种滤色镜。偏振镜的出色功用是能有选择地让某个方向振动的光线通过,在彩色和黑白摄影中常用来消除或减弱非金属表面的强反光,从而消除或减轻光斑。例如,在景物和风光摄影中,常用来表现强反光处的物体的质感,突出玻璃后面的景物,压暗天空和表现蓝天白云等。根据过滤偏振光的机理不同,偏光镜可以分为圆偏光镜(Circular Polarizer,简称CPL)和线偏光镜(Linear Polarizer,简称LPL)两种。在本实施例中,通过X/Y偏振镜112对所述激光器111发出的激光束进行调整。

优选地,所述控制终端13包括第二处理器131,以及与所述第二处理器均连接的第二存储组件132、管理组件135、数据传输组件133和第二网络连接组件134。

优选地,所述管理组件135包括系统管理单元1351,以及均与所述系统管理单元1351连接的图形编辑单元1352、打标控制单元1353、激光器管理单元1354和动态聚焦3轴控管理单元1355。

上述,管理组件135包括系统管理单元1351,以及与系统管理单元1351 均连接的图形编辑单元1352、打标控制单元1353、激光器管理单元1354 和动态聚焦3轴控管理单元1355。

上述,图形编辑单元1352用于图元导入、自绘制图形和图元编辑。其中自绘制图形,通过绘图功能用户可通过图形编辑单元1352自行绘制各种常见几何图形,例如,矩形、椭圆、多边形、圆弧、曲线等。图元导入为通过该功能可以导入图像、矢量图、文档、3D模型等,兼容常见图片格式 (bmp\jpg\gif\tga\tif等),支持图元预览。图元编辑,即为通过图形编辑单元1352完成所有图元的编辑工作,例如图像处理功能(灰度转换、黑白转换、网点处理等),可进行256级灰度图片加工,可以进行曲线焊接,裁剪和求交运算,支持图形的各种几何变换,例如移动、缩放、旋转、错切和节点编辑等。

上述,所述管理单元,可以包括对于文件的管理和对于系统的设置管理功能,文件管理功能位文件的新建、打开、保存、另存、打开最近文档等。实现编制图元对象的存储,以及相关联的校正文件、打标参数的文件管理操作。系统设置功能,包括常规设置,工作区域设置(例如大小、形状等)、校正设置、激光器设置、通讯设置、用户设置、辅助周设置和打标模式设置等。所述管理单元还包括权限管理功能和帮助主题功能,其中,权限管理功能位通过该功能限定软件的功能以及使用权限等,帮助主题功能位通过该功能介绍软件、公司以及软件使用手册等。

上述,打标控制单元1353可以包括打标参数校正和打标动作控制功能。其中,打标参数校正功能,可以包括通过该功能对打标的参数进行校正,完成校正参数的存取,快速公式法、3D曲面校正、精确矫正法等。打标动作控制功能,可以包括但不限于标准打标功能、连续打标功能、旋转打标功能、飞打打标功能、分割打标功能、多文档打标功能等。

上述,激光器管理单元1354可以支持目前常见的各种型号的激光器 111,CO2、YAG、光纤、SPI等。

上述,动态聚焦3轴控管理单元1355,通过该功能可以对导入的3D 模型、编辑文本、图形进行曲面打标或根据具体参数进行自动分层,从而深雕加工等操作。

优选地,所述控制终端13还包括与所述第二处理器131连接的一键打样组件1356。

上述,一键打样组件1356也叫一键打样组件,可通过多种参数的设置,实现客户的自动化打样功能,提高打样效率。

上述,在本实施例中,所述一键打样组件1356,是为了解决客户在使用现有激光镭射系统打样效率低的问题而设置。用户可以根据需要选择镭射速度、填充密度以及镭射功率中任意的两个进行横纵方向的变化,本功能就可以一键实现一个二维对比对象的编辑以及打标,客户可以在一个二维的平面内查看对激光镭射系统在不同速度、不同填充密度或不同功率下的镭射效果,节省了客户之前多次重复打样的时间,提高了客户整体的工作效率。用户进行选择打标速度和每个对象的填充密度,做打样参数的设置。一键打样组件1356,是通过在一个二维坐标系内,选择不同参数的做阶梯的变化,然后生成不同的打标对象,对每个对象进行不同参数的打标,最后通过一个二维坐标系内对打出对象的效果作比较,查看在不同参数小系统的打标效果,通过这种过一次打样对比来完成之前客户重复设置重复对比的工作,大大提升了客户打样的工作效率。

优选地,所述控制终端13还包括打标设备网络并联组件1357;

所述打标设备网络并联组件1357与所述第二处理器131和所述第二网络连接组件134均连接;

所述控制终端13通过所述网络控制板卡装置12的所述打标设备网络并联组件1357对多个所述激光打标装置11进行控制。

上述,控制终端13包括打标设备网络并联组件1357,用于组建所述控制终端13与多个所述网络控制板卡装置12以及与所述网络控制板卡装置 12对应连接的所述激光打标装置11之间的并联网络,并通过所述并联网络对多个所述激光打标装置11进行控制。其中,打标设备网络并联组件1357 可以为用于多网线连接的数据交换装置,例如交换机,进而通过交换机实现对多个网络控制板卡装置12的连接和远程控制;也可以为具有无线路由功能的装置,从而实现控制终端13通过无线信号与多台网络控制板卡装置12的连接。此外,也可以为内置的无线管理APP功能,通过本身所具有的无线端口直接对多台网络控制板卡装置12进行一对多的连接和管理。

综上,本实用新型所提供的一种激光打标网络系统1可通过上述装置、组件或单元实现如下效果:

1、本系统硬件控制板卡部分采用网络通讯(RJ45网口),设备的扩展性大大增强,根据需求可以进行分布式镭射系统布局,一台计算机有可能通过网络控制几个、上百、上千个硬件控制板卡,使设备的扩展性发挥到最大;

2、本系统硬件控制板卡部分采用网络通讯(RJ45网口),用户在使用其进行二次开发的过程中,不用担心硬件驱动的兼容性,开发只要通过 Socket编程就可以实现自己相应程序的开发,从这点上使硬件板卡的系统兼容性有了大大的提升;

3、本系统计算机部分采用的是移动平板电脑,移动平板电脑可以通过无线wifi、路由器或者网线与本系统的硬件控制板卡进行连接通讯,使激光镭射控制系统中计算机的移动性、便携性达到最大;

4、本控制系统中计算机采用TCP/IP协议与本系统的硬件控制板卡进行通讯,与USB接口通讯对比,通过TCP/IP协议为输出传输提供了可靠的输出传输以及断开重连等数据通讯机制,大大提升了数据通讯的稳定性和可靠性,为客户长时间打标过程中,解决了之前无意中断需重新从头开始的问题,采用本控制系统则可以不间断继续进行打标,提升了用户的工作效率;

在这里示出和描述的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制,因此,示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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